Bridge Design Project_ESP

Vista previa del material en texto

Serie de tecnología
y diseño de ingeniería
Proyecto de diseño de un puente
Put Picture Here
Oficinas Corporativas
Dassault Systèmes SolidWorks Corp.
175 Wyman Street 
Waltham, MA 02451 USA
Teléfono: +1-781-810-5011
Email: info@solidworks.com
Oficinas centrales Europa
SolidWorks Europe SARL
53 Avenue de l'Europe
13090 Aix-en-Provence 
France
Teléfono: +33-(0)4-13-10-80-20
Email: infoeurope@solidworks.com
Oficinas en España
SolidWorks Ibérica y América Latina
Edificio EsadeCreapolis 
Avenida Torreblanca 57, Oficina 2B6
08172 Sant Cugat del Vallès - España
Teléfono: +34-902-147-741
Email: infospain@solidworks.com
© 1995-2013, Dassault Systèmes SolidWorks Corporation, una 
compañía de Dassault Systèmes S.A., 175 Wyman Street, 
Waltham, Massachusetts 02451 EE. UU. Reservados todos 
los derechos.
La información y el software contenidos en este documento están 
sujetos a cambio sin previo aviso y no representan un compromiso 
por parte de Dassault Systèmes SolidWorks Corporation 
(DS SolidWorks).
No se puede reproducir ni transmitir ningún material en ninguna 
forma ni a través de ningún medio, electrónico o manual, con 
ningún propósito sin el consentimiento expreso por escrito de 
DS SolidWorks.
El software descrito en este documento se proporciona con una 
licencia y se puede usar o copiar únicamente según los términos 
de la licencia. Todas las garantías ofrecidas por DS SolidWorks 
con respecto al software y a la documentación se establecen en el 
contrato de licencia y nada de lo que establezca o implique este 
documento o su contenido se considerará o estimará como una 
modificación o enmienda de las condiciones, incluidas las 
garantías, de dicho contrato de licencia.
Avisos de patentes
El software CAD mecánico en 3D SOLIDWORKS® está protegido 
por las patentes de EE. UU. 5.815.154, 6.219.049, 6.219.055, 
6.611.725, 6.844.877, 6.898.560, 6.906.712, 7.079.990, 7.477.262, 
7.558.705, 7.571.079, 7.590.497, 7.643.027, 7.672.822, 7.688.318, 
7.694.238, 7.853.940, 8.305.376 y por las patentes de otros países, 
p. ej., EP 1.116.190 B1 y JP 3.517.643.
El software eDrawings® está protegido por las patentes de 
EE. UU. 7.184.044 y 7.502.027, y por la patente canadiense 
2.318.706.
Patentes de EE. UU. y extranjeras pendientes.
Marcas comerciales y nombres de productos para los 
productos y servicios SOLIDWORKS
SOLIDWORKS, 3D ContentCentral, 3D PartStream.NET, 
eDrawings y el logotipo de eDrawings son marcas comerciales 
registradas y FeatureManager es una marca comercial registrada 
conjunta de DS SolidWorks.
CircuitWorks, FloXpress, PhotoView 360 y TolAnalyst son 
marcas comerciales de DS SolidWorks.
FeatureWorks es una marca comercial registrada de Geometric Ltd.
SOLIDWORKS 2014, SOLIDWORKS PDM Professional, 
SOLIDWORKS Workgroup PDM, SOLIDWORKS Simulation, 
SOLIDWORKS Flow Simulation, eDrawings, 
eDrawings Professional, SOLIDWORKS Sustainability, 
SOLIDWORKS Plastics, SOLIDWORKS Electrical y 
SOLIDWORKS Composer son nombres de productos de 
DS SolidWorks.
Los demás nombres de productos o marcas son marcas 
comerciales o marcas comerciales registradas de sus respectivos 
propietarios.
SOFTWARE INFORMÁTICO COMERCIAL - PATENTADO
El software es un “artículo comercial” según su definición en 48 
C.F.R. 2.101 (OCT 1995), que consiste en “software informático 
comercial” y “documentación de software comercial” de acuerdo 
con el uso de dichos términos en 48 C.F.R. 12.212 (SEPT 1995) y 
se proporciona al Gobierno de EE. UU. (a) para adquisición por o 
en nombre de agencias civiles, de acuerdo con la política descrita 
en 48 C.F.R. 12.212; o (b) para adquisición por o en nombre de 
unidades del Departamento de Defensa, de acuerdo con la política 
descrita en 48 C.F.R. 227.7202-1 (JUN 1995) y 227.7202-4 
(JUN 1995).
En caso de que reciba una solicitud de una agencia del Gobierno 
de Estados Unidos para suministrar el software con derechos más 
amplios que los descritos anteriormente, deberá notificar a 
DS SolidWorks del alcance de la solicitud y DS SolidWorks 
tendrá cinco (5) días laborables para, a su entera discreción, 
aceptar o rechazar dicha solicitud. Contratista/fabricante: Dassault 
Systèmes SolidWorks Corporation, 175 Wyman Street, Waltham, 
Massachusetts 02451 EE. UU.
Avisos de copyright para los productos SOLIDWORKS 
Standard, Premium, Professional y Education
Partes de este software © 1986-2013 Siemens Product Lifecycle 
Management Software Inc. Reservados todos los derechos.
Este trabajo contiene el siguiente software propiedad de Siemens 
Industry Software Limited:
D-Cubed™ 2D DCM © 2013. Siemens Industry Software 
Limited. Reservados todos los derechos.
D-Cubed™ 3D DCM © 2013. Siemens Industry Software 
Limited. Reservados todos los derechos.
D-Cubed™ PGM © 2013. Siemens Industry Software 
Limited. Reservados todos los derechos.
D-Cubed™ CDM © 2013. Siemens Industry Software 
Limited. Reservados todos los derechos.
D-Cubed™ AEM © 2013. Siemens Industry Software 
Limited. Reservados todos los derechos.
Partes de este software © 1998-2013 Geometric Ltd.
Partes de este software incluyen PhysX™ by NVIDIA 2006-2010.
Partes de este software © 2001-2013 Luxology, LLC. Reservados 
todos los derechos, patentes pendientes.
Partes de este software © 2007-2013 DriveWorks Ltd.
Copyright 1984-2010 Adobe Systems Inc. y quienes otorgan sus 
licencias. Reservados todos los derechos. Protegido por las 
patentes de EE. UU. 5.929.866, 5.943.063, 6.289.364, 6.563.502, 
6.639.593, 6.754.382, patentes pendientes.
Adobe, el logotipo de Adobe, Acrobat, el logotipo de Adobe PDF, 
Distiller y Reader son marcas comerciales registradas o marcas 
comerciales de Adobe Systems Inc. en los Estados Unidos y en 
otros países.
Para obtener más información acerca del copyright de 
DS SolidWorks, consulte Ayuda > Acerca de SolidWorks.
Avisos de copyright para los productos de SOLIDWORKS 
Simulation
Partes de este software © 2008 Solversoft Corporation.
PCGLSS © 1992-2013 Computational Applications and System 
Integration, Inc. Reservados todos los derechos.
Avisos de copyright para el producto SOLIDWORKS PDM 
Professional
Outside In® Viewer Technology, © 1992-2012 Oracle © 2011, 
Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos.
Avisos de copyright para los productos de eDrawings
Partes de este software © 2000-2013 Tech Soft 3D.
Partes de este software © 1995-1998 Jean-Loup Gailly and 
Mark Adler.
Partes de este software © 1998-2001 3Dconnexion.
Partes de este software © 1998-2013 Open Design Alliance. 
Reservados todos los derechos.
Partes de este software © 1995-2012 Spatial Corporation.
El software eDrawings® for Windows® está basado en parte en el 
trabajo de Independent JPEG Group.
Partes de eDrawings® for iPad® copyright © 1996-1999 Silicon 
Graphics Systems, Inc.
Partes de eDrawings® for iPad® copyright © 2003-2005 Apple 
Computer Inc.
Número de documento: PME0524-ESP
Contenido 
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ix
Objetivos de esta lección . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .ix
Utilización de este manual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .ix
¿Qué es SOLIDWORKS? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .ix
Prerrequisitos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .ix
Convenciones empleadas en este manual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . x
Antes de empezar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . x
Análisis de una estructura con SOLIDWORKS y SOLIDWORKS Simulation . . . . . . . . . . . xii
Lección 1: Diseño de estructuras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . 1
Objetivos de esta lección . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
¿Qué es una estructura? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Diseños de estructuras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Cabezas de armadura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Vigas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Resistencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Forma de la sección transversal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Desplazamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Momento de inercia del área . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Material . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Paredes de las cabezas de armadura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Triángulos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Proyecto de diseño de un puente con SOLIDWORKS iii
Contenido
Lección 2: Uso de la calculadora de vigas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Objetivos de esta lección . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Uso de los cálculos de vigas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Orden de magnitud . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Inicio de SOLIDWORKS y apertura de una pieza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Adición de SOLIDWORKS Simulation como complemento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Geometría del modelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Simplificación del análisis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Viga simplemente apoyada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Sujeciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Cargas externas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Modelo teórico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
¿Por qué son importantes las vigas simplemente apoyadas? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Datos necesarios para el cálculo de vigas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Recopilación de datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Asignación de un material . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Propiedades de sección . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Uso de la opción Medir . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Calculadora de vigas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Lección 3: Análisis de la estructura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Objetivos de esta lección . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Análisis de la estructura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
¿Qué es SOLIDWORKS Simulation?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Análisis estructural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Fases del análisis estructural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Ciclo de diseño . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Cambios en el modelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Creación de un estudio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Gestor de diseño del FeatureManager y gestor de estudios de Simulation. . . . . . . . . . . . . 28
Entorno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Configuración de unidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Preprocesamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Material . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Sujeciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Fuerzas externas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Mallado del modelo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Análisis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Expectativas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Terminología . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Flexión y desplazamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Tensión y compresión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Tensiones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
iv Proyecto de diseño de un puente con SOLIDWORKS
Contenido
Límite elástico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Factor de seguridad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Posprocesamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Interpretación de los resultados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Creación de un nuevo trazado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Iteración de los cambios. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . 42
Determinación de la carga. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Edición de los datos de simulación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Conclusión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Lección 4: Realización de cambios de diseño . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Objetivos de esta lección . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Adición al diseño . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Apertura del diseño . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Estudio existente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Cambio de la carga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Arriostramiento transversal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Apertura del diseño . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Estudio existente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
¿Qué hizo el arriostramiento transversal? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Uso de trazados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Factor del trazado de deformación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Superposición del modelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
El eslabón más débil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Uso de la identificación de valores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Ajuste del formato de número. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Solución . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Acabado del arriostramiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Comparación de tensiones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Vigas superiores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Relación resistencia/peso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Comparación de eficacia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Otros aspectos a explorar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Lectura del trazado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Lección 5: Uso de un ensamblaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Objetivos de esta lección . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Prueba de un ensamblaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Ensayo mediante el bloque de prueba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Cambio del modelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Detección de colisión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
Actualización del análisis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Proyecto de diseño de un puente con SOLIDWORKS v
Contenido
Lección 6: Realización de dibujos de la estructura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Objetivos de esta lección . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Dibujos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Creación de un dibujo y vistas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
¿Qué es una tabla de listas de cortes para pieza soldada? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
¿Por qué hay dos elementos de la misma longitud? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
Globos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Lección 7: Informes y SOLIDWORKS eDrawings. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Objetivos de esta lección . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Informes y SOLIDWORKS eDrawings. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Creación de un informe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
SOLIDWORKS eDrawings para compartir información . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
Ventajas de eDrawings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
Visualización de eDrawings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
Creación de un SOLIDWORKS eDrawing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Interfaz de usuario de eDrawings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
Funciones de eDrawings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
Reproducción de una animación de eDrawings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
Almacenamiento de eDrawings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
Almacenamiento del eDrawing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
Otros aspectos que se deben explorar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
Lección 8: Creación y prueba de la estructura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Objetivos de esta lección . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Creación de la estructura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Corte a la longitud adecuada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Prueba de la estructura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
Creación del vano. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
Detalles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . 90
Aplicación de la carga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
Uso de objetos comunes con pesos conocidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
vi Proyecto de diseño de un puente con SOLIDWORKS
Contenido
Lección 9: Perfiles de pieza soldada y miembros estructurales. . . . . . . . . . . . . . . 93
Objetivos de esta lección . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
Creación de perfiles de pieza soldada y miembros estructurales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
¿Qué es una pieza soldada?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
Creación de un nuevo perfil de pieza soldada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
Carpeta del perfil de pieza soldada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
Cambio del sistema de unidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
Creación de un nuevo croquis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
Croquizado de un rectángulo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
Acotar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
Guardar el croquis como operación de biblioteca. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
Creación de un perfil de pieza soldada similar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
Información adicional sobre perfiles de pieza soldada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
Creación de un croquis de pieza soldada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
Croquizado de una línea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
Entidades simétricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
Adición de miembros estructurales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
Miembro estructural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
Sólidos múltiples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
Glosario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
Proyecto de diseño de un puente con SOLIDWORKS vii
Contenido
viii Proyecto de diseño de un puente con SOLIDWORKS
 i 
 Introducción
 
Objetivos de esta lección
 Describir la relación entre piezas, ensamblajes y dibujos.
 Identificar los componentes principales de la interfaz de usuario de SOLIDWORKS.
 Descargar y extraer los archivos complementarios necesarios.
Utilización de este manual
El Proyecto de diseño de un puente le ayuda a entender los principios del análisis 
estructural mediante SOLIDWORKS y SOLIDWORKS Simulation como parte integral 
de un proceso de diseño creativo e iterativo.
En este proyecto, aprenderá con la práctica mientras que completa un análisis estructural. 
¿Qué es SOLIDWORKS?
SOLIDWORKS es un software de automatización de diseño. En SOLIDWORKS, puede 
croquizar ideas y experimentar con diferentes diseños para crear modelos 3D mediante la 
sencilla interfaz gráfica de usuario de Windows®. 
SOLIDWORKS lo utilizan estudiantes, diseñadores, ingenieros y otros profesionales para 
producir piezas, ensamblajes y dibujos simples y complejos.
Prerrequisitos
Antes de empezar el Proyecto de diseño de un puente, debe completar los siguientes 
tutoriales integrados en el software SOLIDWORKS: 
 Lección 1: Piezas
 Lección 2: Ensamblajes
 Lección 3: Dibujos
Puede acceder a los tutoriales haciendo clic en Ayuda, Tutoriales de SOLIDWORKS, 
Empezar a trabajar. El tutorial cambia el tamaño de la ventana de SOLIDWORKS y se ejecuta 
a su lado.
Proyecto de diseño de un puente con SOLIDWORKS ix
Introducción
Como alternativa, puede completar las siguientes lecciones de la Guía del estudiante 
de CAD:
 Lección 1: Uso de la interfaz
 Lección 2: Funcionalidad básica
 Lección 3: Iniciación práctica en 40 minutos
 Lección 4: Conceptos básicos de ensamblaje
 Lección 6: Conceptos básicos de dibujo
Convenciones empleadas en este manual
En este manual se emplean las siguientes convenciones tipográficas:
Antes de empezar
Si aún no lo hecho, copie los archivos complementarios de las lecciones en su equipo 
antes de comenzar este proyecto.
1 Inicie SOLIDWORKS.
Utilice el menú Inicio para iniciar la aplicación SOLIDWORKS.
2 Recursos de SOLIDWORKS. 
Haga clic en la pestaña Recursos de SOLIDWORKS y 
en Student Curriculum. 
Convención Significado
Arial negrita Los comandos y las opciones de SOLIDWORKS aparecen en este estilo. 
Por ejemplo, Insertar, Saliente indica que se debe elegir la opción 
Saliente del menú Insertar.
Courier New Los nombres de operaciones y archivos aparecen en este estilo. 
Por ejemplo, Sketch1 (Croquis1).
17 Lleve a cabo
este paso.
Los pasos que se deben seguir en las lecciones se numeran en Arial 
en negrita.
x Proyecto de diseño de un puente con SOLIDWORKS
Introducción
3 Contenido de SOLIDWORKS.
Expanda la carpeta SOLIDWORKS Educator Curriculum. 
Expanda la carpeta Curriculum <año> que corresponda.
Haga clic en la carpeta Bridge Design Project.
El panel inferior mostrará un icono que representa un 
archivo zip que contiene los archivos complementarios 
para este proyecto.
4 Descargue el archivo zip.
Presione Ctrl y haga clic en el icono de Bridge 
Design Project - English.
Se le pedirá que indique una carpeta para 
guardar el archivo zip.
Pregunte a su profesor dónde debe guardar el 
archivo zip. Generalmente, la carpeta C:\Temp 
es una buena ubicación.
Haga clic en Aceptar. 
Sugerencia: Recuerde dónde la guardó.
Proyecto de diseño de un puente con SOLIDWORKS xi
Introducción
5 Abra el archivo zip.
Vaya a la carpeta donde lo guardó en el paso 4.
Haga doble clic en el archivo Bridge Design Project.zip.
6 Haga clic en Extraer. 
Haga clic en Extraer y vaya a la ubicación donde desea guardar los archivos. El sistema 
creará automáticamente una carpeta denominada Bridge_Design_Project_ENG en la 
ubicación que especifique. Por ejemplo, quizás desee guardarla en Mis documentos. 
Consulte con su profesor dónde puede guardar los archivos.
Ahora tiene una carpeta llamada Bridge Design Project en su disco. Los datos de esta 
carpeta se utilizarán en los ejercicios.
Sugerencia: Recuerde dónde la guardó.
Análisis de una estructura con SOLIDWORKS y SOLIDWORKS Simulation
Durante esta sesión, aprenderá a analizar una estructura con SOLIDWORKS y 
SOLIDWORKS Simulation. También puede crear la estructura con madera de balsa 
(consulte Creación de la estructura en la página 81). 
Cuando haya comprobado la facilidad de uso del software de modelado de sólidos 
SOLIDWORKS, utilizará un ensamblaje para comprobar si los componentes encajan 
correctamente. 
Luego realizará un dibujo de uno de los componentes, completo con una lista de cortes. 
Si hay una impresora disponible, puede imprimir una copia de su dibujo.
xii Proyecto de diseño de un puente con SOLIDWORKS
 1 
 Lección 1: Diseño de estructuras
 
Objetivos de esta lección
 Definir una estructura.
 Describir varios tipos de cabeza de armadura.
 Entender el concepto de viga.
 Entender los factores que proporcionan resistencia a una viga.
 Calcular un momento de inercia.
 Entender la importancia del arriostramiento triangular en una estructura.
Proyecto de diseño de un puentecon SOLIDWORKS 1
Lección 1: Diseño de estructuras
¿Qué es una estructura?
Las estructuras son armaduras que se utilizan normalmente en los puentes de ferrocarriles, 
automóviles y tráfico peatonal. Se pueden ver ejemplos de estas estructuras en todos 
los países. 
Diseños de estructuras
Los diseños de estructuras están pensados para ser estructuras simples y eficaces, lo que 
significa que son fáciles de construir y logran sus objetivos con la mínima cantidad de 
materiales. Hay muchos diseños de estructuras distintos; la diferencia se basa en la carga 
que debe soportar la estructura y el vano que debe cruzar. El diseño de la estructura puede 
repetirse sobre varios vanos en el mismo puente. 
2 Proyecto de diseño de un puente con SOLIDWORKS
Lección 1: Diseño de estructuras
Cabezas de armadura
Las cabezas de armadura son tipos de estructuras específicos que se utilizan normalmente 
en los puentes de ferrocarril. Suelen estar formadas por una superficie de carretera o rieles 
(plataforma), dos paredes y, a veces, arriostramiento en la parte superior. Más adelante 
analizará el diseño de una cabeza de armadura.
Busque cabeza de armadura para obtener más información. 
Cabeza de armadura Brown
La cabeza de armadura Brown (se muestra la 
patente) se usó en el diseño de puentes cubiertos. Esta 
cabeza de armadura es una cabeza de "caja" (llamada 
así por su forma de caja) que era tan eficaz que pudo 
construirse usando solo las vigas de arriostramiento 
transversal (diagonal) para soportarla.
Cabeza de armadura Warren
La cabeza de armadura (o celosía) Warren es otro tipo 
sencillo y económico. Puede invertirse y usarse con o sin 
el arriostramiento vertical, dependiendo de la carga que 
tenga que llevar.
Cabezas de armadura Pratt y Howe
Las cabezas de armadura Pratt y Howe son muy similares. 
Al igual que la cabeza de armadura Warren invertida que 
se mostró anteriormente, las dos tienen arriostramiento 
vertical y transversal. La diferencia es la dirección del 
arriostramiento transversal. 
Proyecto de diseño de un puente con SOLIDWORKS 3
Lección 1: Diseño de estructuras
Vigas
Una viga es un objeto que tiene la misma 
sección transversal en toda su longitud. En este 
caso, la sección transversal es cuadrada. Las 
estructuras como las cabezas de armadura están 
compuestas de vigas. 
Vigas de acero
Las vigas de acero utilizan formas estándar, como canales, vigas en I y tubos.
Resistencia
La resistencia de una viga depende de dos factores: la 
forma de la sección transversal y el material. 
4 Proyecto de diseño de un puente con SOLIDWORKS
Lección 1: Diseño de estructuras
Forma de la sección transversal
El apilamiento de dos vigas cuadradas crea una 
sección “más profunda”. Cuanto más profunda sea la 
sección (izquierda), más resistente será la viga. Las 
secciones más anchas (derecha) ayudan un poco, pero 
no demasiado. 
Pruébelo.
Observe la diferencia en la resistencia entre una viga de madera de balsa y tres vigas 
apiladas al intentar presionarlas hacia abajo. Utilice lápices para los soportes y la 
distancia. 
Desplazamiento
Uno de los resultados que buscaremos en el análisis estructural es el mayor 
desplazamiento. Es la distancia que se movió la viga desde el inicio cuando se le aplicó 
una fuerza externa. El desplazamiento nos ayudará a determinar la capacidad de la 
estructura. 
Momento de inercia del área
La razón por la que las vigas más profundas son más resistentes es el 
momento de inercia del área. Se trata de una fórmula calculada con las 
cotas de anchura (b) y altura (h) de la sección transversal. Es una medida 
solo de la resistencia de la sección de la viga, no del material. 
El momento de inercia del área se usa en cálculos como la resistencia de 
una viga a la flexión. Cuanto mayor sea el valor, mayor será la resistencia a 
la flexión. 
Desplazamiento
Proyecto de diseño de un puente con SOLIDWORKS 5
Lección 1: Diseño de estructuras
Cálculo del momento de inercia del área
Con la siguiente fórmula, puede calcular este valor para diversas disposiciones de las 
secciones transversales rectangulares. 
Intente realizar algunos cálculos
Intente realizar algunos cálculos con la fórmula anterior y los valores que se muestran en 
la tabla siguiente. Los valores se basan en la sección transversal de una viga de madera de 
balsa cuadrada de 3,175 mm (1/8”). 
Preguntas
1 ¿Qué disposición tiene el mayor valor? _____________
2 ¿La disposición 2 (una al lado de la otra) es tan resistente como la de 2 apiladas?_______
3 ¿Qué disposición es la más débil?_____________
Número de 
secciones 
cuadradas
Disposición 
de las 
secciones 
cuadradas b h
Momento de 
inercia del 
área
1 3,175 mm 3,175 mm _________
2 apiladas 3,175 mm 2 X 3,175 mm _________
2 (una al lado de 
la otra)
2 X 3,175 mm 3,175 mm _________
3 apiladas 3,175 mm 3 X 3,175 mm _________
AreaMomentofInertia
b h3×
12
---------------=
6 Proyecto de diseño de un puente con SOLIDWORKS
Lección 1: Diseño de estructuras
Material
El material de la viga es otro factor crítico para determinar 
su resistencia. Tome tres materiales como ejemplo: 
madera, cobre y acero. La resistencia relativa de cada uno 
se muestra en el gráfico situado a la derecha. En general, el 
acero es más resistente que el cobre, que a su vez es más 
resistente que la madera. Tenga en cuenta que existe un 
amplio intervalo de valores dentro de cada tipo de material 
y hay varios tipos de propiedades de material, como el 
módulo de Young y el coeficiente de Poisson, que se 
utilizan para definir un material. 
Nota:Los metales son productos manufacturados y, debido a la forma en que se crean, 
tienen la misma resistencia en todas las direcciones. Este tipo de materiales se 
denominan materiales isotrópicos. 
Busque propiedades de material para obtener más información. 
Madera como material
La madera es un material especialmente difícil de predecir debido a las vetas que tiene. 
Las vetas hacen que la resistencia sea diferente en cada dirección y, por tanto, no es 
realmente un material isotrópico. La porosidad de la madera de balsa hace que sea muy 
susceptible a la humedad, lo que puede causar grandes variaciones en los valores de las 
propiedades. 
Los valores que estamos usando son estimaciones. Si elige construir y comprobar una 
estructura, el resultado será relativo, pero los valores pueden variar. 
Proyecto de diseño de un puente con SOLIDWORKS 7
Lección 1: Diseño de estructuras
Paredes de las cabezas de armadura
Las paredes de una cabeza de armadura son mucho más que solo una barrera para evitar 
que caigan objetos. Las paredes suelen contener arriostramiento en las direcciones vertical 
y diagonal. Cuando una cabeza de armadura contiene arriostramiento vertical y diagonal, 
suele ser más estable. 
Triángulos
Muchas estructuras, especialmente los diseños de cabezas de armadura, contienen 
triángulos. ¿Por qué son tan importantes los triángulos? Una razón es la estabilidad. La 
estabilidad se logra usando barras de arriostramiento transversales para formar triángulos. 
Las formas triangulares crean estabilidad en la cabeza de armadura. 
Piense en un conjunto de miembros conectados 
en una forma cuadrada mediante tornillos o 
pasadores. Manteniendo la parte inferior quieta, 
empuje la parte superior o el lateral. Puede 
formar un cuadrado, pero también puede 
empujarse fácilmente y formar un paralelogramo 
aplanado. 
La adición diagonal de un quinto miembro marca 
una gran diferencia. La forma está ahora bloqueada en esa 
posición. La adición ha dividido el paralelogramo en dos 
triángulos. 
Con los mismos miembros y cierres, cree un triángulo. Esta vez se 
utilizan menos miembros, pero se consigue estabilidad. 
8 Proyecto de diseño de un puente con SOLIDWORKS
Lección 1: Diseño de estructuras
Pruébelo.
Puede simular este proceso con algo tan flexible como una pajita para beber. Utilice 
pequeños pasadores para conectarlas.
Proyecto de diseño de un puente con SOLIDWORKS 9
Lección 1: Diseño de estructuras10 Proyecto de diseño de un puente con SOLIDWORKS
 2 
 Lección 2: Uso de la calculadora de vigas
 
Objetivos de esta lección
 Iniciar SOLIDWORKS.
 Agregar el software SOLIDWORKS Simulation como complemento.
 Abrir una pieza de SOLIDWORKS existente.
 Entender el funcionamiento de una viga simplemente apoyada.
 Asignar un material.
 Calcular las propiedades de sección.
 Utilizar la herramienta Medir.
 Utilizar la calculadora de vigas para calcular un desplazamiento.
Uso de los cálculos de vigas
Antes de realizar cualquier tipo de análisis, es conveniente tener una idea de los resultados 
que pueden esperarse. Si bien no sabrá cuánto peso puede soportar la estructura, puede 
realizar una estimación fundamentada sobre uno o más de los resultados que obtendrá. Es 
aquí donde pueden utilizarse los cálculos de vigas (fórmulas simples para vigas). 
A continuación, se detallan algunos de los cálculos de vigas disponibles. 
Nota: Los cálculos de vigas manuales generalmente incluyen 
fórmulas y tienen este aspecto. 
Proyecto de diseño de un puente con SOLIDWORKS 11
Lección 2: Uso de la calculadora de vigas
Orden de magnitud
¿Será el desplazamiento (consulte Desplazamiento en la página 5) de 1 mm 
aproximadamente? ¿O será de 10 mm? La diferencia es 10 veces mayor que la anterior y 
aumenta, por lo que se denomina orden de magnitud. Un cálculo inicial puede darle una 
idea del orden de magnitud de los resultados. Esto le ayudará a determinar si el análisis se 
realizó correctamente. 
Preguntas
1 ¿Cuál es el siguiente valor después de 1 mm y 10 mm utilizando un orden de magnitud 
ascendente?_____________
2 ¿Cuáles son los valores que faltan en este grupo? 5 mm, _______, 500 mm 
Inicio de SOLIDWORKS y apertura de una pieza
1 Inicie la aplicación SOLIDWORKS.
En el menú Inicio, haga clic en Programas, SOLIDWORKS, SOLIDWORKS. 
Adición de SOLIDWORKS Simulation como complemento
SOLIDWORKS Simulation se incluye con SOLIDWORKS Education Edition. Para 
utilizarlo, debe activarlo mediante Herramientas, Complementos. Haga clic en 
Complementos activos e Iniciar en SOLIDWORKS Simulation, SOLIDWORKS 
Toolbox Library y SOLIDWORKS Toolbox Utilities, y haga clic en .
Ubicación
• Barra de menús: Opciones, Complementos 
• Menú: Herramientas, Complementos 
2 Selecciones de complementos. 
Haga clic en Herramientas, Complementos y 
active las opciones Complementos activos e 
Iniciar en SOLIDWORKS Simulation, 
SOLIDWORKS Toolbox Library y 
SOLIDWORKS Toolbox Utilities. 
Haga clic en .
12 Proyecto de diseño de un puente con SOLIDWORKS
Lección 2: Uso de la calculadora de vigas
Advertencia
Si no se añade SOLIDWORKS Simulation, SOLIDWORKS Toolbox Library y 
SOLIDWORKS Toolbox Utilities, no se puede completar el proyecto.
Apertura de una pieza
Los archivos de SOLIDWORKS existentes pueden abrirse con la herramienta Abrir.
Ubicación
• Barra de menús: Abrir 
• Menú: Archivo, Abrir
• Método abreviado del teclado: Ctrl+O
3 Abra el archivo de pieza.
Haga clic en Abrir .
En la ventana Abrir, vaya a la carpeta Bridge 
Design Project\Student\Lesson 2. 
Seleccione TRUSS_1.sldprt y haga clic en Abrir.
Geometría del modelo
Este modelo se compone de una serie de vigas encontradas. Las vigas representan los 
palos de madera de balsa. En su proyecto, las vigas se combinan pegándolas. En una 
estructura real, las vigas se soldarían o unirían con tornillos.
Proyecto de diseño de un puente con SOLIDWORKS 13
Lección 2: Uso de la calculadora de vigas
Simplificación del análisis
El modelo se muestra como dos vigas paralelas conectadas por vigas más pequeñas en 
diversos lugares. Si tomamos la mitad del modelo (solo la viga grande) y aplicamos la 
mitad de las cargas, tendremos una idea de cuáles serán los valores en el análisis real. 
Viga simplemente apoyada
Este tipo de cálculo de viga generalmente se denomina “viga simplemente apoyada” 
donde los puntos de contacto no están completamente fijos y se aplica una carga. Hay dos 
definiciones importantes que necesitará conocer: las sujeciones y las cargas externas. 
Sujeciones 
Las sujeciones se utilizan para limitar el movimiento de determinados puntos en el 
modelo. Son generalmente puntos de contacto. También se denominan restricciones. 
Cargas externas
Las cargas o fuerzas externas pueden utilizarse para agregar cargas de fuerza o gravedad 
a la estructura. La incorporación de una fuerza requiere una ubicación en la estructura, un 
valor (en newtons) y una dirección. 
14 Proyecto de diseño de un puente con SOLIDWORKS
Lección 2: Uso de la calculadora de vigas
Modelo teórico
Este es el modelo teórico (derecha) de la viga soportada por los lápices en la lección 
anterior. 
¿Por qué son importantes las vigas simplemente apoyadas? 
Aunque el modelo teórico puede parecer muy simple, resulta muy práctico para ciertas 
estructuras reales. Puede ver ejemplos de la viga simplemente apoyada en muchos lugares. 
Estructuras 
Los vanos con estructura de madera y acero para casas y 
edificios se diseñan utilizando vigas simplemente apoyadas. 
Catapulta 
El brazo de la catapulta gira sobre un eje entre las estructuras. El eje 
es una viga simplemente apoyada. 
Tabla de montaña 
Si se pone de pie en el centro de una tabla de montaña, usted sería la 
carga externa y las ruedas serían las sujeciones. La estructura puede 
aproximarse con una viga simplemente apoyada. 
Nota: Este ejemplo es un “análisis simplificado” que toma un problema de 
3 dimensiones y lo simplifica en un problema de 2 dimensiones. Aún será 
necesario realizar una simulación completa. 
Sujeciones
Carga 
externa
Proyecto de diseño de un puente con SOLIDWORKS 15
Lección 2: Uso de la calculadora de vigas
Suposiciones conservadoras
Los ingenieros generalmente usan “suposiciones conservadoras” para que el análisis sea 
peor que la realidad para la estructura. Al hacerlo, se agrega un nivel de seguridad 
adicional al diseño y se lo hace más fuerte de lo que debería ser. A continuación se 
detallan algunas de las suposiciones que se harán: 
1 Usar los extremos de la estructura como sujeciones es peor que usar los puntos de 
contacto reales. 
2 Usar una carga externa simple en el centro es peor que utilizar dos cargas externas cerca 
del centro. 
Datos necesarios para el cálculo de vigas
Hay diversos datos necesarios para la utilización de este cálculo de vigas. Son los 
siguientes: 
Unidades comunes
En este proyecto, se utilizan unidades métricas comunes. Algunas de las unidades comunes 
que se utilizan en los sistemas de unidades SI e IPS (pulgada, libras, segundos) son: 
Nota: En este análisis, utilizaremos el sistema de unidades SI. El sistema de unidades 
SI también se denomina Sistema internacional de unidades. Utiliza unidades 
métricas, como metros, milímetros y newtons. 
Busque Sistema internacional de unidades para obtener más información. 
Datos Ubicación Definición
Módulo de elasticidad Propiedades de material Rigidez del material
Momento de inercia Propiedades de sección Resistencia a la flexión 
Longitud Geometría Longitud para cruzar el vano
Carga (dada) Carga externa 
Datos Unidades SI Unidades IPS
Módulo de elasticidad Pa, MPa, psi
Momento de inercia mm^4, cm^4, m^4 pulg.^4
Longitud mm, cm, m pulg., pie
Carga N, kN libra
16 Proyecto de diseño de un puente con SOLIDWORKS
Lección 2: Uso de la calculadora de vigas
Recopilación de datos
Los datos necesarios se recopilarán mediante diferentes herramientas en los pasos 
siguientes. Se calcularán los valores que faltan en el gráfico incluido a continuación.
Nota: Como suposición inicial, asumiremos que la carga de peso total en la estructura 
completa es de 40 N. Para el cálculo de vigas, utilizaremos la mitad de ese valor, 
40 N/2 = 20 N. 
Asignación de un material
El primer paso consiste en asignar un material a las vigas del modelo. Queremos crear la 
estructura con madera de balsa.
Ubicación
• Menú: Editar, Apariencia, Material
• Menú contextual: haga clic con el botón derecho del ratónen la operación Material y 
haga clic en Editar material.
Datos Valor Unidades
Módulo de elasticidad (presión) ???? Pa (pascales)
Momento de inercia (longitud^4) ???? cm^4 
Longitud ???? mm
Carga (fuerza) 20 N (newtons) 
Proyecto de diseño de un puente con SOLIDWORKS 17
Lección 2: Uso de la calculadora de vigas
4 Material. 
Haga clic con el botón derecho del ratón en la operación Material y 
seleccione Editar material. Expanda las carpetas SOLIDWORKS 
Materials y Woods de la izquierda y haga clic en Balsa. 
En Unidades, seleccione SI - N/m^2 (Pa). 
Haga clic en Aplicar y luego en Cerrar. 
Nota: El material utilizado, balsa, se elige para que el análisis sea útil para aquellos que 
realmente diseñarán, construirán y realizarán ensayos de la estructura. La 
madera de balsa es un material común para los estudiantes que crean proyectos. 
El valor del módulo elástico o módulo de elasticidad = 
2999999232 N/m^2. 
*Aprenderá más acerca de los materiales, la construcción y los ensayos en lecciones 
posteriores.
18 Proyecto de diseño de un puente con SOLIDWORKS
Lección 2: Uso de la calculadora de vigas
Propiedades de sección
Las propiedades de sección se basan en la sección transversal de la viga. 
5 Zoom encuadre. 
Haga clic en Ver, Modificar, Zoom encuadre y arrastre una ventana, de la parte 
superior izquierda a la parte inferior derecha, alrededor de la esquina de la estructura 
como se muestra. 
Nota: Presione la tecla Esc para desactivar la herramienta zoom. 
6 Selección de cara. 
Seleccione la cara como se muestra.
Proyecto de diseño de un puente con SOLIDWORKS 19
Lección 2: Uso de la calculadora de vigas
Ubicación
 Administrador de comandos: Evaluar > Propiedades de sección 
 Menú: Herramientas, Propiedades de sección
7 Propiedades de sección. 
Haga clic en Herramientas, Propiedades de sección. Haga clic en Opciones y 
Utilizar configuraciones personalizadas. Seleccione Centímetros y 6 lugares 
decimales como se muestra. 
Haga clic en Aceptar y en Recalcular. 
Momentos de inercia del área, en el centro de gravedad: (centímetros ^ 4) Lxx = 0,025405. 
Haga clic en Cerrar. 
8 Zoom. 
Haga clic en Ver, Modificar, Zoom ajustar o haga clic en la tecla f para volver a la 
vista completa. 
20 Proyecto de diseño de un puente con SOLIDWORKS
Lección 2: Uso de la calculadora de vigas
Uso de la opción Medir
La opción Medir puede utilizarse para medir distancias o ángulos mediante la geometría 
del modelo.
Ubicación
• Administrador de comandos: Evaluar > Medir 
• Menú: Herramientas, Medir
9 Medir. 
Haga clic en Herramientas, Medir. Seleccione una arista 
de la viga como se muestra. Se muestra la longitud de la 
viga. 
Longitud: 400 mm.
10 Cierre.
Haga clic en la “x” en la esquina superior derecha del cuadro de diálogo para cerrarlo.
Calculadora de vigas
La calculadora de vigas utiliza los datos introducidos para determinar el mayor 
desplazamiento o deflexión de la viga.
Ubicación
• Administrador de comandos: Productos Office > Calculadora de vigas 
• Menú: Toolbox, Calculadora de vigas
11 Inicie la calculadora de vigas. 
Haga clic en Calculadora de vigas.
12 Configuración. 
Elimine los valores del campo Flecha (el botón Resolver no estará disponible hasta 
que se eliminen los valores de dicho campo). Utilice las barras de desplazamiento para 
acceder a la opción Soportado en ambos extremos, carga en el medio. Haga clic en 
Eje Y local, Métrico y Desviación. 
Proyecto de diseño de un puente con SOLIDWORKS 21
Lección 2: Uso de la calculadora de vigas
13 Escriba los valores. 
Escriba o copie y pegue los valores que se incluyen a continuación en el cuadro de 
diálogo: 
14 Obtenga la solución.
Haga clic en Resolver. El desplazamiento es de aproximadamente 35 mm en la zona 
de carga. Haga clic en Finalizado. 
Preguntas
1 ¿Es este desplazamiento mayor o menor que una pulgada?_____________
2 Convierta el desplazamiento a pulgadas: 35 mm/25,4 = _____________pulg.
15 Cierre la pieza. 
Haga clic en Archivo, Cerrar para cerrar la pieza. 
Cuando aparezca el mensaje ¿Desea guardar cambios en TRUSS_1?, haga clic en No 
guardar. 
Datos Valor Unidades
Módulo de elasticidad (presión) 2999999232 Pa (pascales)
Momento de inercia (longitud^4) 0,025405 cm^4 
Longitud 400 mm
Carga (fuerza) 20 N (newtons) 
22 Proyecto de diseño de un puente con SOLIDWORKS
 3 
 Lección 3: Análisis de la estructura
 
Objetivos de esta lección
 Comprender las funciones de SOLIDWORKS Simulation.
 Describir las fases de un análisis estructural.
 Comprender el entorno del análisis, incluidas las sujeciones y las cargas.
 Utilizar SOLIDWORKS Simulation.
 Ver el resultado de un análisis.
Análisis de la estructura
Durante esta lección, utilizará SOLIDWORKS Simulation para analizar la estructura de 
viga. 
¿Qué es SOLIDWORKS Simulation?
SOLIDWORKS Simulation es una herramienta de análisis estructural para diseñadores 
incorporada a SOLIDWORKS. Mediante este software podrá analizar el modelo sólido 
directamente. También puede configurar fácilmente las unidades, el tipo de material, las 
cargas externas, etc. mediante un estudio. Puede realizar los cambios en el modelo sólido 
y actualizar los resultados del análisis estructural.
Hay varios pasos para el análisis:
Guía para el diseño de un puente de SOLIDWORKS 23
Lección 3: Análisis de la estructura
1 Crear un diseño en SOLIDWORKS.
SOLIDWORKS Simulation puede analizar piezas y ensamblajes.
2 Crear un nuevo estudio estático en SOLIDWORKS Simulation. Los proyectos de 
SOLIDWORKS Simulation contendrán toda la configuración y los resultados de un 
problema, así como cada proyecto que esté asociado al modelo. Incluye la adición de 
sujeciones y cargas externas y el mallado del modelo. 
3 Ejecutar el análisis. A veces se denomina resolución.
4 Ver los resultados de SOLIDWORKS Simulation, los cuales incluyen trazados, 
informes y eDrawings. 
Análisis estructural
El análisis estructural es un proceso de ingeniería que utiliza la física y las matemáticas 
para predecir el comportamiento de una estructura bajo cargas externas como pesos y 
presiones. Entre los muchos productos que requieren un análisis estructural se encuentran 
los edificios, los puentes, los aviones, los barcos y los automóviles. 
Mediante el análisis estructural podemos determinar las tensiones, el factor de seguridad y 
los desplazamientos.
Tensiones: las cargas externas aplicadas a una estructura crean tensiones y fuerzas internas que 
pueden hacer que la estructura falle o se rompa.
Factor de seguridad: el factor de seguridad (FDS) es la relación de la tensión real dividida por la 
tensión máxima que el material puede soportar. 
Si tenemos un valor de FDS > 1, la estructura es segura. Si tenemos un valor de FDS < 1, la 
estructura no se considera segura.
Desplazamientos: como se mencionó en una lección anterior, las cargas externas aplicadas 
a una estructura pueden forzar que la estructura se mueva desde su posición sin carga. El 
desplazamiento es la distancia que recorre un punto desde su posición original. 
El análisis estructural se utiliza en muchos campos de la industria manufacturera:
 Edificios y puentes
Suelos, paredes y cimientos. 
 Aviones
Fuselaje, alas y tren de aterrizaje de aviones. 
 Barcos
Cascos, mamparos y superestructuras.
 Automóviles
Chasis, carrocería y pruebas de colisiones.
MaximumStressunderLoading
MaximumStressoftheMaterial
-------------------------------------------------------------------------------- FOS=
24 Guía para el diseño de un puente de SOLIDWORKS
Lección 3: Análisis de la estructura
Razones para el análisis de diseño
Después de crear el diseño en SOLIDWORKS, puede ser necesario responder a preguntas 
como:
 ¿La cubierta de la cabeza de armadura cubre el vano necesario?
 ¿Cuál es el diseño más eficaz para la cabeza de armadura?
 ¿Cuál es la carga máxima que puede soportar la cabeza de armadura?
En ausencia de herramientas de análisis, se llevan a cabo costosos ciclos de diseño de 
pruebade prototipos para asegurarse de que el rendimiento del producto cumpla con las 
expectativas del cliente. En cambio, el análisis de diseño permite realizar los ciclos de 
diseño de forma rápida y económica en modelos informáticos. Incluso cuando los costes 
de fabricación no son un aspecto importante, el análisis de diseño proporciona grandes 
ventajas para la calidad del producto, ya que permite a los ingenieros detectar problemas 
de diseño mucho más rápidamente que si se tiene que crear un prototipo. El análisis de 
diseño facilita también el estudio de muchas opciones de diseño y ayuda a desarrollar 
diseños optimizados. Los análisis rápidos y económicos a menudo revelan soluciones no 
intuitivas y suponen una ventaja para los ingenieros al permitirles entender mejor el 
comportamiento del producto.
Fases del análisis estructural
SOLIDWORKS Simulation le guía a través de las diferentes fases del análisis estructural. 
Esto es lo que sucede en estas fases:
 Preprocesamiento: en esta fase, agregará la información necesaria acerca de la 
estructura y su entorno. Esto incluye materiales, sujeciones y cargas externas aplicadas 
a la estructura. 
 Análisis: el modelo se descompone en pequeñas piezas llamadas elementos mediante 
un proceso denominado mallado. En este proyecto, los elementos son elementos de 
viga. A continuación, esta información se utiliza para crear un modelo de elementos 
finitos y resolverlo. Esto incluye la página Analizar del asistente de SOLIDWORKS 
Simulation. 
 Posprocesamiento: los resultados se presentan en forma de gráfico para que puedan 
identificarse las áreas con problemas. Esto incluye las páginas Optimizar y 
Resultados del asistente de SOLIDWORKS Simulation. 
Una vez completadas todas las fases, puede guardar toda la información del análisis con el 
modelo. Cuando se guarde la información del análisis, los cambios futuros serán más 
rápidos. 
Guía para el diseño de un puente de SOLIDWORKS 25
Lección 3: Análisis de la estructura
Ciclo de diseño
El ciclo de diseño se utiliza para realizar un cambio en el modelo o la información de 
preprocesamiento. Los cambios en el modelo deben ser cambios de tamaño, como la 
longitud de las vigas. Los cambios en la información de preprocesamiento incluyen los 
cambios en el material, las sujeciones o la carga. Cualquier cambio hace que se vuelva a 
analizar el modelo hasta que se alcance la mejor solución.
Cambios en el modelo
La pieza de SOLIDWORKS ahora es muy simple, pero se agregarán laterales y barras de 
arriostramiento y verá por qué son aspectos importantes de la estructura. Ábrala y observe 
el modelo y lo que representa.
1 Vuelva a abrir el archivo de pieza.
Haga clic en Abrir .
En la ventana Abrir, vaya a la carpeta Bridge 
Design Project\Student\Lesson 2. 
Seleccione TRUSS_1.sldprt y haga clic en Abrir.
Es la misma pieza que se utilizó en la lección 
anterior. 
SOLIDWORKS
¿Satisfecho?
Prototipo
No
Sí
Ciclo de 
diseño
SOLIDWORKS 
Simulation
26 Guía para el diseño de un puente de SOLIDWORKS
Lección 3: Análisis de la estructura
Creación de un estudio 
Para realizar un análisis estructural, debe crearse un nuevo estudio. 
SOLIDWORKS Simulation utiliza un estudio para guardar y organizar todos los datos 
asociados con un análisis estructural. 
El estudio también se utiliza para especificar el tipo de análisis que está ejecutando. Hay 
muchos tipos disponibles. Son los siguientes: 
 Estático
 De frecuencia
 De pandeo
 Térmico
 Análisis de caída
 De fatiga
 No lineal
 Dinámico lineal
 Diseño de recipiente a presión
En este proyecto, utilizaremos un análisis estático. Este tipo de estudio se utiliza para 
predecir dónde fallará una estructura debido a la tensión.
Ubicación
• Administrador de comandos: Simulation > Asesor de 
estudios > Nuevo estudio 
• Menú: Simulation, Estudio
2 Cree un nuevo estudio. 
Haga clic en Simulation, Estudio. Utilice el nombre 
predeterminado Static 1 (Estático 1) y haga clic en Estático.
Haga clic en . 
Guía para el diseño de un puente de SOLIDWORKS 27
Lección 3: Análisis de la estructura
Gestor de diseño del FeatureManager y gestor de estudios de Simulation 
El gestor de diseño del FeatureManager aparece encima del gestor de estudios de 
Simulation en la parte izquierda de la pantalla. El gestor superior enumera las operaciones 
de la geometría del modelo, mientras que el gestor inferior enumera las operaciones del 
modelo de simulación o análisis. 
Entorno
El entorno describe el modo en que se utiliza la 
estructura. En este caso, el modelo representa una 
estructura que cruza un río. Al conocer la 
colocación de la estructura y las cargas externas 
que deben cruzarla, podemos determinar dos 
aspectos críticos necesarios para SOLIDWORKS 
Simulation: las sujeciones y las cargas externas. 
ModeloGestor de 
diseño del 
FeatureManager
Gestor de 
estudios de 
Simulation
Modelo de 
Simulation
28 Guía para el diseño de un puente de SOLIDWORKS
Lección 3: Análisis de la estructura
Sujeciones
Las sujeciones son las áreas de la estructura que 
se fijarán o tendrán una limitación en el 
movimiento. El vano se define como la distancia 
de cruce que no está soportada, en este caso 
350 mm. En cada extremo hay 25 mm de 
superposición, donde los extremos de la estructura 
están soportados por el estribo o puntal. El vano 
siempre es inferior a la longitud total de 
la estructura.
Las sujeciones se definen en los extremos del 
modelo en cuatro lugares. 
Cargas externas
El modelo debe tener cargas externas que 
imponen fuerzas a la estructura. Digamos que 
hay una pila de ladrillos rectangular en el 
centro del vano, cruzando la estructura. 
Supongamos que el peso total de los ladrillos 
es 40 N. 
Hay cuatro puntos de carga, uno para cada 
punto donde las vigas se conectan cerca del 
centro del vano. Esto significa que la carga de 
cada punto es 40 N/4 = 10 N 
(aproximadamente 2,25 libras).
Estribo
Carga
Estructura
Guía para el diseño de un puente de SOLIDWORKS 29
Lección 3: Análisis de la estructura
¿Por qué está la carga en el centro?
Cuando utilizan un modelo de análisis 
estructural, a los ingenieros les gusta realizar 
lo que se denomina análisis del “peor caso”. 
Es la situación en la que es más probable que 
la estructura se rompa debido a las condiciones 
del entorno. 
Colocar la carga en el centro del vano es el 
peor caso para una estructura de cabeza de 
armadura como esta. 
¿Cuánto cree que soportará?
La estructura es bastante débil en este punto, pero la irá reforzando a medida que avance 
en esta guía. ¿Cuál es la fuerza máxima que puede soportar? Haga una suposición.
Fuerza = __________N
Nota: Si piensa en libras (lb), empiece a pensar en el sistema métrico. Convierta las 
libras a newtons (N) mediante esta fórmula: 
1 libra = 4,4482 N
Configuración de unidades
Las opciones se pueden configurar para crear resultados coherentes durante todo el 
análisis. En este ejemplo, se seleccionarán las unidades mm y MPa.
Ubicación
• Menú: Simulation, Opciones
3 Establezca las unidades. 
Haga clic en Simulation, Opciones y en la 
pestaña Opciones predeterminadas. En 
Unidades, seleccione mm para Longitud/
desplazamiento y 
N/mm^2 (MPa) para Presión/Tensión. 
Haga clic en Aceptar.
30 Guía para el diseño de un puente de SOLIDWORKS
Lección 3: Análisis de la estructura
Preprocesamiento
La primera fase del análisis estructural es el preprocesamiento, que recopila toda la 
información necesaria y la aplica al modelo de simulación. La información que 
suministraremos o crearemos incluye: 
 Material: el material de las vigas.
 Sujeciones: posiciones que no pueden moverse libremente. 
 Cargas externas: fuerzas que se aplican al modelo. 
 Malla: modelo de simulación, basado en el modelo, que divide las vigas en pequeñas 
partes denominadas elementos.
Material
El material es un valor obligatorio que establece las propiedades del material y la 
apariencia de la geometría del modelo. En este caso, se aplicará a todaslas vigas a la vez.
Ubicación
• Administrador de comandos: Simulation > Aplicar material 
• Menú: Simulation, Material
• Gestor de estudios de Simulation: haga clic con el botón derecho del ratón en el 
nombre de la pieza y seleccione Aplicar el material a todo
4 Establezca el material. 
Haga clic en Simulation, Material, Aplicar el material a todo. Expanda la carpeta 
Maderas y seleccione Balsa. Haga clic en Aplicar y Cerrar. 
¿Qué son las uniones? 
Las uniones se generan automáticamente donde se 
encuentran las líneas constructivas de las vigas. 
Estas uniones se utilizarán para encontrar las 
sujeciones y las cargas externas que siguen. 
Sujeciones 
Las sujeciones se utilizan para limitar el movimiento de 
determinados puntos en el modelo. Se asignarán 
sujeciones a los puntos donde los extremos de la 
estructura se asientan en el estribo. 
¿Qué tipo de sujeciones?
En este proyecto, el puente se colocará sobre el estribo de 
modo que cruce el vano. El puente entrará en contacto con 
el estribo, pero no se pegará ni se asociará de ninguna manera.
Guía para el diseño de un puente de SOLIDWORKS 31
Lección 3: Análisis de la estructura
Ubicación
• Administrador de comandos: Simulation > Asesor de sujeciones > 
Geometría fija
• Menú: Simulation, Cargas/Sujeción, Sujeciones
• Gestor de estudios de Simulation: haga clic con el botón derecho del ratón en 
Sujeciones y seleccione Geometría fija
5 Agregue sujeciones. 
Haga clic en Simulation, Cargas/Sujeción, Sujeciones. Haga clic en Inamovible 
(sin traslación) y seleccione las uniones como se muestra. 
Nota: Para corregir errores, haga clic con el botón derecho en el cuadro donde 
aparecen las selecciones y seleccione Borrar selecciones. Cuando el cuadro 
esté vacío, vuelva a realizar la selección. 
6 Tamaño de los símbolos. 
Expanda la sección Configuración de símbolo y aumente el 
valor de Tamaño de símbolo a 150. Esto aumenta el tamaño de 
los símbolos y los hace más visibles. Haga clic en . 
Fuerzas externas
La fuerza total sobre la estructura se dividirá de manera equitativa en cuatro fuerzas de 5 N 
colocadas cerca del centro de la estructura. 
Fuerzas
Las fuerzas tienen dirección y un valor (magnitud). Pueden ser una fuerza directa, como 
sostener un peso, o un momento que se pliega o gira como el pomo de una puerta.
Gravedad
La gravedad utiliza el peso de la estructura como una carga. No es significativa en este 
proyecto y no se tendrá en cuenta.
32 Guía para el diseño de un puente de SOLIDWORKS
Lección 3: Análisis de la estructura
Ubicación
• Administrador de comandos: Simulation > Asesor de cargas externas > 
Fuerza
• Menú: Simulation, Cargas/Sujeción, Fuerza
• Gestor de estudios de Simulation: haga clic con el botón derecho del ratón en Cargas 
externas y seleccione Fuerza
7 Agregue fuerzas. 
Haga clic en Simulation, Cargas/Sujeción, Fuerza. Haga clic 
en Uniones y seleccione las uniones visibles como se 
muestra. 
8 Establezca la dirección. 
Haga clic en el campo Dirección y expanda el gestor de diseño del FeatureManager 
desplegable. Haga clic en la operación Top Plane (Planta). 
9 Establezca las unidades. 
Asegúrese de que las unidades se establezcan en el SI. 
Guía para el diseño de un puente de SOLIDWORKS 33
Lección 3: Análisis de la estructura
10 Asigne una fuerza. 
Haga clic en Normal al plano y establezca el valor en 10 N 
como se muestra. Haga clic en Invertir dirección para que las 
flechas apunten hacia abajo. 
Haga clic en . 
Sugerencia: Las opciones de Configuración de símbolo pueden utilizarse como las opciones de las 
sujeciones para aumentar o reducir el tamaño del símbolo. Se han establecido en 150. 
11 Guarde. 
Haga clic en Guardar para guardar el modelo y los datos de simulación. 
Sugerencia: Es recomendable guardar periódicamente y evitar la pérdida no intencionada de los datos.
34 Guía para el diseño de un puente de SOLIDWORKS
Lección 3: Análisis de la estructura
Mallado del modelo
La malla debe crearse para generar las pequeñas piezas utilizadas en el análisis. El modelo 
del análisis se compone de una serie de nodos y elementos conectados. 
Ubicación
• Administrador de comandos: Simulation > Ejecutar > Crear malla 
• Menú: Simulation, Malla, Crear
• Gestor de estudios de Simulation: haga clic con el botón derecho del ratón en Malla 
y seleccione Crear malla
12 Mallado. 
Haga clic en Simulation, Malla, Crear. Se crea una malla utilizando la geometría 
del modelo. 
Nota: Este paso se incluye automáticamente en Simulation, Ejecutar, pero se muestra 
aquí para resaltar la malla. 
Elemento
Nodo
Guía para el diseño de un puente de SOLIDWORKS 35
Lección 3: Análisis de la estructura
Análisis
El análisis es lo más fácil. SOLIDWORKS Simulation toma los datos introducidos y hace 
el trabajo para averiguar el resultado. Va a utilizar la configuración predeterminada para 
que el resultado sea más rápido. 
Expectativas
En la lección anterior, los cálculos de vigas se utilizaron para determinar un 
desplazamiento aproximado basado en un análisis simplificado de una viga simplemente 
apoyada. Ese análisis determinó que el desplazamiento era de aproximadamente 35 mm. 
Esperamos que el desplazamiento obtenido del análisis de simulación se encuentre en el 
mismo orden de magnitud, entre 3,5 mm y 350 mm; se espera que se aproxime al 
resultado de 35 mm.
Ubicación
• Administrador de comandos: Simulation > Ejecutar > Ejecutar 
• Menú: Simulation, Ejecutar
• Gestor de estudios de Simulation: haga clic con el botón derecho del ratón en el 
nombre del estudio y seleccione Ejecutar
13 Ejecute. 
Haga clic en Simulation, Ejecutar. Cuando la 
ejecución se complete, verá dos operaciones en la 
carpeta Resultados del gestor de estudios de 
Simulation. 
La simulación está lista para el 
posprocesamiento. 
36 Guía para el diseño de un puente de SOLIDWORKS
Lección 3: Análisis de la estructura
Terminología
Mientras se ejecuta el análisis, veremos algunos términos que pueden ayudarle a 
interpretar el resultado.
Flexión y desplazamiento
La flexión está causada por una carga que se 
aplica a una viga. La carga provoca la flexión 
de la viga, que se mueve en la dirección de la 
carga. 
El desplazamiento es el movimiento de la 
viga desde su posición original. El 
desplazamiento del “peor caso” se produce 
cuando la carga está en el centro de la viga.
Puede ver el desplazamiento si es lo 
suficientemente grande, pero generalmente es 
muy pequeño. 
¿Hay algún lugar en su casa donde el suelo 
cruja cuando camina sobre él? El crujido lo 
provoca el desplazamiento de la viga del suelo 
que se flexiona bajo la carga de su peso. 
Guía para el diseño de un puente de SOLIDWORKS 37
Lección 3: Análisis de la estructura
Tensión y compresión
Cuando la viga se flexiona, su parte superior (la cara en la que se aplica la carga) se 
comprime (se une), mientras que la cara opuesta sufre tensión (se separa). 
Busque tensión y compresión para obtener más información.
Tensiones
La tensión es una cantidad medida por la fuerza por 
unidad de área dentro de una estructura, la cual está 
causada por cargas externas aplicadas fuera de la 
estructura. La tensión no puede verse, pero puede hacer 
que la estructura se rompa. 
Las unidades comunes son los newtons por metro 
cuadrado, los pascales y las libras por pulgada cuadrada 
(psi). 
La tensión puede hacer que la viga se rompa bajo una 
carga. SOLIDWORKS Simulation proporciona mapas en 
los que se muestran las áreas con tensiones altas y bajas 
en la estructura. 
Límite elástico
¿Cuánto puede soportar la viga antes de romperse? Utilizamos el límite elástico como 
límite de la resistencia de la viga en función de las tensiones que soporta la viga. Tanto la 
sección de la viga como el material contribuyen a la resistencia.
Nota: En metales, el material suele flexionarse por la carga, pero vuelve a su forma 
original cuando la carga se elimina. El límite elástico es el punto en el que el 
material se flexiona y permanece flexionadocuando se elimina la carga. Esto se 
denomina deformación plástica.
Factor de seguridad
El factor de seguridad (FDS) es una forma rápida de ver el resultado del análisis. Se 
define como la relación de la tensión más alta y el límite elástico del material. Si tenemos 
un valor de FDS > 1, la estructura es segura. Si tenemos un valor de FDS < 1, la estructura 
no es segura. 
Nota: Normalmente, los ingenieros diseñan para obtener un FDS superior a 2. En 
general, las estructuras se “sobrediseñan” por motivos de seguridad y fiabilidad. 
Busque tensión (física), límite estático o factor de seguridad para obtener más 
información. 
Tensión
Compresión
38 Guía para el diseño de un puente de SOLIDWORKS
Lección 3: Análisis de la estructura
Posprocesamiento
Una vez completado el análisis, el posprocesamiento puede comenzar. 
El posprocesamiento produce dos trazados en la carpeta Resultados del gestor de estudios 
de Simulation que pueden verse y modificarse. Estos trazados le ayudarán a comprender y 
modificar la estructura del puente. 
Cuando comienza el posprocesamiento, se publican dos trazados en la carpeta Resultados: 
Stress 1 (-STRMAX-High axial and bending) y Displacement1 (-Res disp-). 
El trazado de tensiones se selecciona y se visualiza automáticamente. 
14 Distribución de la tensión.
En la pantalla se muestra el modelo con desplazamiento. La distribución de la 
tensión está representada mediante los colores en el modelo desplazado. En el gráfico 
se muestra la distribución; los colores cálidos para las tensiones más altas y los colores 
fríos para las tensiones más bajas. 
Nota: Las uniones pueden estar ocultas. Haga clic con el botón derecho del ratón en 
Joint group y seleccione Ocultar o Mostrar. 
15 Desplazamiento. 
Haga doble clic en el trazado Desplazamientos1 (-Despl res-) para verlo. 
Guía para el diseño de un puente de SOLIDWORKS 39
Lección 3: Análisis de la estructura
Interpretación de los resultados
Los trazados de tensiones y desplazamientos son útiles porque nos indican los valores 
reales y dónde son más altos. ¿Qué es un MPa? Tratemos de entender lo que significan los 
resultados. Estos son los resultados por el momento (los suyos pueden variar un poco): 
Números
El desplazamiento se muestra en la notación científica (sus resultados pueden tener una 
combinación de formatos diferente). 
3,798e + 001 significa 3,798 X 101 o 3,798 X 10^1 = 3,798 X 10 =______mm
¿A cuántas pulgadas equivale? Divida el resultado anterior entre 25,4 = ______pulg.
Unidades
Entender las unidades es importante para interpretar los resultados. Las unidades de 
longitud como los mm o las pulgadas son conocidas. Es posible que la tensión no lo sea. 
Las unidades de tensión son unidades de presión que miden fuerza/superficie. Quizás haya 
visto psi (libras por pulgada cuadrada) al inflar un neumático de bicicleta. Esta es la 
presión de un neumático en unidades comunes: 
60 psi = 4,136854e + 005 Pa = 0,4136854 MPa (1 MPa = 1 N/mm^2 = 1.000.000 Pa)
Creación de un nuevo trazado
Lo que es necesario saber es: ¿cuánta tensión puede soportar la estructura? La mejor 
solución es crear un trazado de Factor de seguridad. Se trata de un proceso de tres pasos.
Tensión Desplazamiento
38,683 MPa (megapascales) 3,798e + 001 mm
40 Guía para el diseño de un puente de SOLIDWORKS
Lección 3: Análisis de la estructura
Ubicación
• Administrador de comandos: Simulation > Asesor de resultados > Nuevo 
trazado > Factor de seguridad 
• Gestor de estudios de Simulation: haga clic con el botón derecho del ratón en la 
carpeta Resultados y haga clic en Definir trazado de factor de seguridad
16 Trazado de factor de seguridad. 
Haga clic con el botón derecho del 
ratón en la carpeta Resultados en el 
gestor de estudios de Simulation y 
seleccione Definir trazado de factor 
de seguridad.
Mantenga la configuración 
predeterminada y haga clic en 
Siguiente . 
Mantenga el Factor de multiplicación 
en 1 y haga clic en Siguiente .
Haga clic en Áreas por debajo del 
factor de seguridad.
Haga clic en .
Nota: El factor de seguridad actual se incluye en el cuadro de diálogo como 0,517024 
o 0,5 aproximadamente. Esto es menos que el valor mínimo de 1. El trazado 
aparece coloreado en azul o rojo.
¿Qué nos indica el trazado de factor de seguridad?
Las áreas que están por debajo del factor de seguridad se muestran en rojo en el trazado. Si 
un FDS de 1 es el límite, eso significa que la carga es demasiado pesada para que la 
estructura la soporte. 
La carga debe reducirse. 
Guía para el diseño de un puente de SOLIDWORKS 41
Lección 3: Análisis de la estructura
Iteración de los cambios
Puesto que la estructura no puede soportar la carga, el siguiente paso consiste en averiguar 
cuál es la carga que la estructura puede soportar. Para hacerlo, cambiaremos la carga y 
volveremos a analizar la estructura hasta que podamos obtener un FDS de 
aproximadamente 1. Esto se denomina iteración.
Determinación de la carga
Antes de repetir un cambio y disminuir la carga, necesitamos decidir cuál es la 
disminución necesaria. La información actual nos indica que el FDS es de 
aproximadamente 0,5 para una carga de 4 X 10 N = 40 N. 
Si multiplicamos el FDS por la carga total, el resultado debería producir un FDS de 
aproximadamente 1.
FDS X carga total = 0,5 X 40 N = 20 N o 5 N por cara.
Mediante la iteración, volveremos a analizar el modelo para ver si esta fórmula puede 
validarse.
Edición de los datos de simulación
Los datos de simulación, como una carga externa, pueden editarse para reflejar el nuevo 
valor. Los resultados no se actualizarán hasta que el análisis se haya ejecutado 
nuevamente.
Ubicación
• Menú contextual: haga clic con el botón derecho del ratón en la operación de 
sujeción o carga y seleccione Editar definición
17 Edite la carga externa. 
Haga clic con el botón derecho del ratón en la operación 
Force-1 (:Por elemento: -10 N:) y seleccione Editar definición. 
Establezca la carga en 5 N y haga clic en . 
18 Vuelva a ejecutar.
Haga clic en Simulation, Ejecutar para volver a ejecutar el análisis. 
19 Factor de seguridad. 
Haga doble clic en el resultado Factor de seguridad1 (-Automático-). El FDS es azul, lo 
que significa mayor que 1. 
20 Cierre la pieza.
Haga clic en Archivo, Cerrar y, a continuación, en Guardar para guardar los cambios. 
Conclusión
A partir del análisis, es obvio que la estructura era inadecuada para soportar la carga 
inicial. Mediante SOLIDWORKS Simulation, hemos podido repetir y descubrir la mayor 
carga que puede soportar la estructura.
42 Guía para el diseño de un puente de SOLIDWORKS
 4 
 Lección 4: Realización de cambios de diseño
 
Objetivos de esta lección
 Entender la importancia del arriostramiento transversal.
 Averiguar la carga máxima.
 Ver trazados de desplazamiento.
 Editar trazados y gráficos para mejorar la visualización.
 Calcular la relación resistencia/peso.
Adición al diseño
Basándonos en el análisis de la estructura 
realizado con SOLIDWORKS Simulation, 
podemos concluir que la estructura necesita 
un refuerzo. Esta versión tiene paredes 
laterales agregadas que refuerzan el diseño 
y le permiten soportar cargas mayores. 
Apertura del diseño
1 Abra el archivo de pieza.
Haga clic en Abrir .
En la ventana Abrir, vaya a la carpeta 
Bridge Design Project\Student\Lesson 4.
Seleccione TRUSS_2.sldprt y haga clic 
en Abrir.
Esta versión tiene laterales compuestos 
de miembros verticales y horizontales.
Proyecto de diseño de un puente con SOLIDWORKS 43
Lección 4: Realización de cambios de diseño
Estudio existente
Esta pieza es igual a la anterior con la adición de las paredes. También tiene un estudio 
denominado Estudio1 que utiliza los mismos valores que la pieza anterior. 
2 Acceda a un estudio existente. 
Haga clic en la pestaña Estudio1 ubicada en la parte 
inferior izquierda de la pantalla. Aparece el gestor de 
estudios de Simulation. El análisis tiene sujeciones, 
cargas externas y malla. 
3 Ejecute el análisis.